场景

MQTT

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议），是一种基于发布/订阅（publish/subscribe）模式的”轻量级”通讯协议，该协议构建于TCP/IP协议上，由IBM在1999年发布。MQTT最大优点在于，可以以极少的代码和有限的带宽，为连接远程设备提供实时可靠的消息服务。作为一种低开销、低带宽占用的即时通讯协议，使其在物联网、小型设备、移动应用等方面有较广泛的应用。

MQTT是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议。MQTT协议是轻量、简单、开放和易于实现的，这些特点使它适用范围非常广泛。在很多情况下，包括受限的环境中，如：机器与机器（M2M）通信和物联网（IoT）。其在，通过卫星链路通信传感器、偶尔拨号的医疗设备、智能家居、及一些小型化设备中已广泛使用。

MQTTnet

MQTTnet 是一个基于 MQTT 通信的高性能 .NET 开源库，它同时支持 MQTT 服务器端和客户端。

注：

博客：
https://blog.csdn.net/badao_liumang_qizhi
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实现

打开VS,新建mqtt的服务端项目

选择将解决方案和项目放在同一个目录下

然后选择新建控制台应用程序，并且选择目标框架为.NET Core3.1

然后在此解决方案下右击新建项目

新建Winform项目，作为Mqtt的客户端

然后在解决方案上右击选择-管理解决方案的Nuget 程序包

然后在浏览中搜索MQTTnet,右边勾选需要添加依赖的项目，这里客户端和服务端都需要添加。然后下面选择指定版本，这里是2.4.0，点击安装

安装过程中会提示预览更改，点击确定，以及会提示接受协议。

安装成功后，就可以在项目下看到依赖项

然后编写服务端的代码，打开Program.cs,修改如下

using System;
using MQTTnet;
using MQTTnet.Core.Adapter;
using MQTTnet.Core.Diagnostics;
using MQTTnet.Core.Protocol;
using MQTTnet.Core.Server;
using System.Text;
using System.Threading;

namespace MqttnetServer
{
    class Program
    {
        //MQtt服务端
        private static MqttServer mqttServer = null;
        static void Main(string[] args)
        {
            //MQTTnet 提供了一个静态类 MqttNetTrace 来对消息进行跟踪
            //MqttNetTrace 的事件 TraceMessagePublished 用于跟踪服务端和客户端应用的日志消息，比如启动、停止、心跳、消息订阅和发布等
            MqttNetTrace.TraceMessagePublished += MqttNetTrace_TraceMessagePublished;
            //启动服务端
            new Thread(StartMqttServer).Start();
            while (true)
            {
                //获取输入字符
                var inputString = Console.ReadLine().ToLower().Trim();
                //exit则停止服务
                if (inputString == "exit")
                {
                    mqttServer.StopAsync();
                    Console.WriteLine("MQTT服务已停止！");
                    break;
                }
                //clients则输出所有客户端
                else if (inputString == "clients")
                {
                    foreach (var item in mqttServer.GetConnectedClients())
                    {
                        Console.WriteLine($"客户端标识：{item.ClientId}，协议版本：{item.ProtocolVersion}");
                    }
                }
                else
                {
                    Console.WriteLine($"命令[{inputString}]无效！");
                }
               
            }
        }


        //启动服务端
        private static void StartMqttServer()
        {

            if (mqttServer == null)
            {
                try
                {
                    //在 MqttServerOptions 选项中，你可以使用 ConnectionValidator 来对客户端连接进行验证。
                    //比如客户端ID标识 ClientId，用户名 Username 和密码 Password 等。
                    var options = new MqttServerOptions
                    {
                        ConnectionValidator = p =>
                        {
                            if (p.ClientId == "c001")
                            {
                                if (p.Username != "u001" || p.Password != "p001")
                                {
                                    return MqttConnectReturnCode.ConnectionRefusedBadUsernameOrPassword;
                                }
                            }
                            return MqttConnectReturnCode.ConnectionAccepted;
                        }
                    };
                    //创建服务端最简单的方式是采用 MqttServerFactory 对象的 CreateMqttServer 方法来实现，该方法需要一个
                    //MqttServerOptions 参数。
                    mqttServer = new MqttServerFactory().CreateMqttServer(options) as MqttServer;
                    //服务端支持 ClientConnected、ClientDisconnected 和 ApplicationMessageReceived 事件，
                    //分别用来检查客户端连接、客户端断开以及接收客户端发来的消息。
                    //ApplicationMessageReceived 的事件参数包含了客户端ID标识 ClientId 和 MQTT 应用消息 MqttApplicationMessage 对象，
                    //通过该对象可以获取主题 Topic、QoS QualityOfServiceLevel 和消息内容 Payload 等信息
                    mqttServer.ApplicationMessageReceived += MqttServer_ApplicationMessageReceived;
                    //ClientConnected 和 ClientDisconnected 事件的事件参数一个客户端连接对象 ConnectedMqttClient
                    //通过该对象可以获取客户端ID标识 ClientId 和 MQTT 版本 ProtocolVersion。
                    mqttServer.ClientConnected += MqttServer_ClientConnected;
                    mqttServer.ClientDisconnected += MqttServer_ClientDisconnected;
                }
                catch (Exception ex)
                {
                    Console.WriteLine(ex.Message); return;
                }
            }
            //创建了一个 IMqttServer 对象后，调用其 StartAsync 方法即可启动 MQTT 服务
            mqttServer.StartAsync();
            Console.WriteLine("MQTT服务启动成功！");
        }

        //ClientConnected 和 ClientDisconnected 事件的事件参数一个客户端连接对象 ConnectedMqttClient
        //通过该对象可以获取客户端ID标识 ClientId 和 MQTT 版本 ProtocolVersion。
        private static void MqttServer_ClientConnected(object sender, MqttClientConnectedEventArgs e)
        {
            Console.WriteLine($"客户端[{e.Client.ClientId}]已连接，协议版本：{e.Client.ProtocolVersion}");
        }

        //ClientConnected 和 ClientDisconnected 事件的事件参数一个客户端连接对象 ConnectedMqttClient
        //通过该对象可以获取客户端ID标识 ClientId 和 MQTT 版本 ProtocolVersion。
        private static void MqttServer_ClientDisconnected(object sender, MqttClientDisconnectedEventArgs e)
        {
            Console.WriteLine($"客户端[{e.Client.ClientId}]已断开连接！");
        }

        //ApplicationMessageReceived 的事件参数包含了客户端ID标识 ClientId 和 MQTT 应用消息 MqttApplicationMessage 对象，
        //通过该对象可以获取主题 Topic、QoS QualityOfServiceLevel 和消息内容 Payload 等信息
        private static void MqttServer_ApplicationMessageReceived(object sender, MqttApplicationMessageReceivedEventArgs e)
        {
            Console.WriteLine($"客户端[{e.ClientId}]>> 主题：{e.ApplicationMessage.Topic} 负荷：{Encoding.UTF8.GetString(e.ApplicationMessage.Payload)} Qos：{e.ApplicationMessage.QualityOfServiceLevel} 保留：{e.ApplicationMessage.Retain}");
        }

        //事件参数 MqttNetTraceMessagePublishedEventArgs 包含了线程ID ThreadId、来源 Source、日志级别 Level、日志消息 Message、异常信息 Exception 等。
        //MqttNetTrace 类还提供了4个不同消息等级的静态方法，Verbose、Information、Warning 和 Error，
        //用于给出不同级别的日志消息，该消息将会在 TraceMessagePublished 事件中输出，
        //你可以使用 e.Level 进行过虑。
        private static void MqttNetTrace_TraceMessagePublished(object sender, MqttNetTraceMessagePublishedEventArgs e)
        {
            Console.WriteLine($">> 线程ID：{e.ThreadId} 来源：{e.Source} 跟踪级别：{e.Level} 消息: {e.Message}"); if (e.Exception != null) { Console.WriteLine(e.Exception); }
        }
    }
}

然后启动服务端

然后修改客户端的窗体页面，添加如下控件布局

连接按钮的点击事件代码为

        //连接到Mqtt服务器
        private void button_Connect_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            if (string.IsNullOrEmpty(textServerAddress.Text))
            {
                MessageBox.Show("服务器地址不能为空");
            }
            else {
                Task.Run(async () => {
                    await ConnectMqttServerAsync();
                });
            }
        }

订阅并保存到文件按钮的点击事件为

       //订阅主题按钮点击事件
        private void btnSubscribe_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            string topic = txtSubTopic.Text.Trim();
            if (string.IsNullOrEmpty(topic))
            {
                MessageBox.Show("订阅主题不能为空！");
                return;
            }
            if (!mqttClient.IsConnected)
            {
                MessageBox.Show("MQTT客户端尚未连接！");
                return;
            }

            //客户端连接到服务端之后，可以使用 SubscribeAsync 异步方法订阅消息，
            //该方法可以传入一个可枚举或可变参数的主题过滤器 TopicFilter 参数，主题过滤器包含主题名和 QoS 等级。
            mqttClient.SubscribeAsync(new List<TopicFilter> {
                      new TopicFilter(topic, MqttQualityOfServiceLevel.AtMostOnce)
            });

            txtReceiveMessage.AppendText($"已订阅[{topic}]主题" + Environment.NewLine);

        }

取消订阅按钮的点击事件为

        //取消订阅按钮点击事件
        private void btn_cancle_sub_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            string topic = txtSubTopic.Text.Trim();
            mqttClient.UnsubscribeAsync(new List<String> {
                      topic
            });
        }

发布按钮的点击事件为

        //发布主题
        private void button2_Click_1(object sender, EventArgs e)
        {
            string topic = txtPubTopic.Text.Trim();
            if (string.IsNullOrEmpty(topic))
            {
                MessageBox.Show("发布主题不能为空！"); return;
            }
            string inputString = txtSendMessage.Text.Trim();
            //发布消息前需要先构建一个消息对象 MqttApplicationMessage，
            //最直接的方法是使用其实构造函数，传入主题、内容、Qos 等参数。
            var appMsg = new MqttApplicationMessage(topic, Encoding.UTF8.GetBytes(inputString), MqttQualityOfServiceLevel.AtMostOnce, false);
            //得到 MqttApplicationMessage 消息对象后，
            //通过客户端对象调用其 PublishAsync 异步方法进行消息发布。
            mqttClient.PublishAsync(appMsg);
           
        }

完整客户端示例代码为

using MQTTnet;
using MQTTnet.Core;
using MQTTnet.Core.Client;
using MQTTnet.Core.Packets;
using MQTTnet.Core.Protocol;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;

namespace MqttnetClient
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        //MQTTk客户端
        private MqttClient mqttClient = null;
       

        public Form1()
        {
            InitializeComponent();

        }

        private async Task ConnectMqttServerAsync()
        {
            if (mqttClient == null)
            {
                //使用 MQTTnet 创建 MQTT 也非常简单
                //只需要使用 MqttClientFactory 对象的 CreateMqttClient 方法即可
                mqttClient = new MqttClientFactory().CreateMqttClient() as MqttClient;
                //客户端支持 Connected、Disconnected 和 ApplicationMessageReceived 事件，
                //用来处理客户端与服务端连接、客户端从服务端断开以及客户端收到消息的事情。
                mqttClient.ApplicationMessageReceived += MqttClient_ApplicationMessageReceived;
                mqttClient.Connected += MqttClient_Connected;
                mqttClient.Disconnected += MqttClient_Disconnected;
            }
            try
            {
                //调用ConnectAsync方法时需要传递一个 MqttClientTcpOptions 对象
                //选项包含了客户端ID标识 ClientId、服务端地址（可以使用IP地址或域名）Server、端口号 Port、
                //用户名 UserName、密码 Password 等信息。
                var options = new MqttClientTcpOptions { };
                if (!string.IsNullOrEmpty(textPort.Text))
                {
                    options = new MqttClientTcpOptions
                    {
                        Server = textServerAddress.Text,
                        ClientId = Guid.NewGuid().ToString().Substring(0, 5),
                        UserName = textusername.Text,
                        Password = textpassword.Text,
                        Port = int.Parse(textPort.Text),
                        CleanSession = true

                    };
                }
                else {
                    options = new MqttClientTcpOptions
                    {
                        Server = textServerAddress.Text,
                        ClientId = Guid.NewGuid().ToString().Substring(0, 5),
                        UserName = textusername.Text,
                        Password = textpassword.Text,
                        CleanSession = true

                    };
                }

                //创建客户端对象后，调用其异步方法 ConnectAsync 来连接到服务端。
                await mqttClient.ConnectAsync(options);
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Invoke((new Action(() =>
                {
                    txtReceiveMessage.AppendText($"连接到MQTT服务器失败！" + Environment.NewLine + ex.Message + Environment.NewLine);
                })));
            }
        }

        private void MqttClient_Connected(object sender, EventArgs e)
        {
            Invoke((new Action(() =>
            {
                txtReceiveMessage.AppendText("已连接到MQTT服务器！" + Environment.NewLine);
            })));
        }

        private void MqttClient_Disconnected(object sender, EventArgs e)
        {
            Invoke((new Action(() =>
            {
                txtReceiveMessage.AppendText("已断开MQTT连接！" + Environment.NewLine);
            })));
        }


        private void MqttClient_ApplicationMessageReceived(object sender, MqttApplicationMessageReceivedEventArgs e)
        {
            Invoke((new Action(() =>
            {
                txtReceiveMessage.AppendText($">> {Encoding.UTF8.GetString(e.ApplicationMessage.Payload)}{Environment.NewLine}");
                //将收到的消息追加到相对路径record.txt文件
                if (!File.Exists("record.txt"))
                {
                    File.Create("record.txt");
                }
                else
                {
                    File.AppendAllText("record.txt", "\r\n");
                    File.AppendAllText("record.txt", Encoding.Default.GetString(e.ApplicationMessage.Payload));
                }
            })));

        }


        //订阅主题按钮点击事件
        private void btnSubscribe_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            string topic = txtSubTopic.Text.Trim();
            if (string.IsNullOrEmpty(topic))
            {
                MessageBox.Show("订阅主题不能为空！");
                return;
            }
            if (!mqttClient.IsConnected)
            {
                MessageBox.Show("MQTT客户端尚未连接！");
                return;
            }

            //客户端连接到服务端之后，可以使用 SubscribeAsync 异步方法订阅消息，
            //该方法可以传入一个可枚举或可变参数的主题过滤器 TopicFilter 参数，主题过滤器包含主题名和 QoS 等级。
            mqttClient.SubscribeAsync(new List<TopicFilter> {
                      new TopicFilter(topic, MqttQualityOfServiceLevel.AtMostOnce)
            });

            txtReceiveMessage.AppendText($"已订阅[{topic}]主题" + Environment.NewLine);

        }

        //发布主题
        private void button2_Click_1(object sender, EventArgs e)
        {
            string topic = txtPubTopic.Text.Trim();
            if (string.IsNullOrEmpty(topic))
            {
                MessageBox.Show("发布主题不能为空！"); return;
            }
            string inputString = txtSendMessage.Text.Trim();
            //发布消息前需要先构建一个消息对象 MqttApplicationMessage，
            //最直接的方法是使用其实构造函数，传入主题、内容、Qos 等参数。
            var appMsg = new MqttApplicationMessage(topic, Encoding.UTF8.GetBytes(inputString), MqttQualityOfServiceLevel.AtMostOnce, false);
            //得到 MqttApplicationMessage 消息对象后，
            //通过客户端对象调用其 PublishAsync 异步方法进行消息发布。
            mqttClient.PublishAsync(appMsg);
           
        }

        //连接到Mqtt服务器
        private void button_Connect_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            if (string.IsNullOrEmpty(textServerAddress.Text))
            {
                MessageBox.Show("服务器地址不能为空");
            }
            else {
                Task.Run(async () => {
                    await ConnectMqttServerAsync();
                });
            }
        }

        //取消订阅按钮点击事件
        private void btn_cancle_sub_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            string topic = txtSubTopic.Text.Trim();
            mqttClient.UnsubscribeAsync(new List<String> {
                      topic
            });
        }

    }
}

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